Почему Эль-Ниньо приходит не по расписанию ✎

Оригинал: "Ruelle-Pollicott Resonances of Stochastic Systems in Reduced State Space. Part III: Application to the Cane-Zebiak model of the El Ni{ñ}o-Southern Oscillation"
arXiv:1911.12144 · 2019-11-27 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Случайные порывы ветра заставляют океан колебаться, но каждый раз с новой задержкой.

Тёплое течение Эль-Ниньо приходит в Тихий океан не по расписанию. Оно повторяется каждые 3–4 года, но точный год не знает никто. Учёные построили компьютерную модель океана и атмосферы с 930 переменными, и она показала: виноват шум.

Шум это случайные порывы ветра. Их сила крошечная, как лёгкое дуновение на воду. Но именно эти дуновения раскачивают океан, как качели, которые кто-то подталкивает не в такт.

Качели без толчков быстро остановятся. Но если толкать их случайно, они будут качаться вечно, только каждый раз с новой задержкой. Так и Эль-Ниньо: шум не даёт океану успокоиться, но и не позволяет предсказать следующий толчок.

Поэтому прогноз на несколько месяцев вперёд ещё работает, а на годы — уже нет. Чем дольше мы ждём, тем больше фаза сбивается, как у часов, которые то спешат, то отстают. Учёные теперь могут измерить эту неопределённость и понять, где проходит граница предсказуемости.

Шумовое воздействие с уровнем всего 0.01 (безразмерная амплитуда ветрового стресса) способно возбудить колебания с периодом 3–4 года в модели, которая без шума просто затухает к стационарному состоянию.

Понятия
модель Зебиака–Кейна энсо индекс Эль-Ниньо модель осциллятора с подзарядкой южная осцилляция южная осцилляция эль-ниньо многомерный индекс ЭНСО весенний барьер предсказуемости тропосферная двухлетняя осцилляция